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venerdì 23 giugno 2017

Pluviometria manuale con semplici strumenti totalizzatori


di Luigi Mariani


Figura 1 – In grigio scuro la bocca del pluviometro installato in aggetto dal balcone di casa dello scrivente. Si tratta della bocca di un vecchio pluviometro del consorzio della Bonifica Renana che tramite un tubicino scarica in un contenitore di raccolta. In primo piano uno schermo termometrico costruito artigianalmente.

Oltre dieci anni di misure

Da vari anni misuro la pioggia con un pluviometro totalizzatore la cui bocca aggetta dal mio balcone di casa (figura 1). In figura 2 vedete una sintesi di questa attività e cioè le precipitazioni (pioggia e neve fusa) misurate dal gennaio 2007 ad oggi. Il sito è tutt’altro che ottimale: infatti il balcone è esposto a sudest per cui quando c’è vento dai quadranti settentrionali perdo pioggia. Tuttavia i confronti in genere positivi che periodicamente compio con dati raccolti da stazioni ufficiali di Arpa Lombardia dicono che tale problema è di norma molto limitato e credo che ciò si verifichi in ragione del fatto che quando piove a Milano il vento spira spesso da est-sudest.


Figura 2 – Pioggia misurata a Milano dal 1 gennaio 2007 al 15 giugno 2017.

In tale attività ho di recente coinvolto l’amico Franco Zavatti il quale, oltre ad aver installato un analogo strumento sul balcone di casa sua a Bologna, fa da accentratore delle misure archiviandole con regolarità. 

Quale utilità

Voglio dire che quello che a molti potrà apparire un metodo atavico ha un significato pratico importante per vari ordini di motivi:

  • se il pluviometro totalizzatore e bene esposto e la bocca ha un’area sufficientemente ampia l’accuratezza delle misure ottenute è paragonabile a quella dei migliori pluviometri automatici. Unica differenza e che lo svuotamento dell’acqua raccolta deve svolgersi con regolarità e ad esempio io lo eseguo di regola al mattino fra le 6 e le 8, prima di uscire di casa.
  •  i pluviometri a doppia bascula delle stazioni automatiche (elettroniche o meccaniche) sono strumenti intrinsecamente insicuri e suscettibili di perdite anche rilevanti di dati, specie se non vengono controllati con continuità dai gestori. Da questo punto di vista le misure con pluviometro totalizzatore possono indicarci quando i pluviometri automatici in nostro possesso vanno in avaria
  •  la pioggia è variabilissima nello spazio e nel tempo, per cui una misura in loco è spesso preferibile a quella attinta da strumenti posti anche a pochi chilometri di distanza.
  • la misura con un pluviometro totalizzatore ha una valenza didattica in quanto avvicina alla misura quantitativa dei fenomeni atmosferici, passando da “quattro gocce” a “2,5 millimetri”).
  • tale misura ha infine anche un indubbio valore storico, riconducendoci all’origine della scienza sperimentale: in occidente i pluviometri totalizzatori furono inventati da Benedetto Castelli, allievo di Galileo.

Come costruirsi un pluviometro totalizzatore

Per chi volesse costruirsi un pluviometro riporto lo schema di massima in figura 3. Per utilizzare lo strumento è fondamentale conoscere il coefficiente di conversone CC1 (g mm-1) che esprime i grammi d’acqua raccolta che corrispondono a 1 mm di pioggia e che si ricava utilizzando lo schema descritto in tabella 1. Noto CC1 si misura il quantitativo in grammi raccolto dal pluviometro con una bilancia o un misurino graduato (figura 4) e lo si converte in mm dividendolo per CC1. 
 
Tabella 1 – Calcolo del coefficiente di conversione CC1 che consente di passare dai grammi d’acqua raccolti dalla bocca del pluviometro ai millimetri di pioggia. Nel caso riportato in esempio, 1 mm corrisponde a 50 g di acqua raccolta, quantitativo che serve per ricavare i mm caduti tramite pesatura con apposita bilancia o tramite misura con misurino graduato.




Figura 3 – Schema costruttivo di un semplice ma accurato pluviometro totalizzatore costruito a partire da un imbuto da damigiana
Figura 4 – Misurino graduato per tradurre in mm la quantità di pioggia raccolta. La taratura del misurino si attiene con una bilancia con cui pesare il qualitativo che corrisponde a 1 o più millimetri.



Come misurare l’altezza della neve

Un’altra misura precipitativa di grande interesse è quella dell’altezza della neve fresca, espressa di norma in cm e misurata per mezzo di un comune doppio decimetro in luoghi non perturbati dalla vicinanza di ostacoli o fonti di calore.
Chi fosse incuriosito dal tema trattato o volesse partecipare a queste attività di misura e raccolta di dati è pregato di mettersi in contatto con me e con Franco Zavatti scrivendo un commento a questo post.



Esempi di reti di pluviometri totalizzatori

Come esempio sistematico di approccio alla misura pluviometrica basato su strumenti totalizzatori segnalo la rete CoCoRaHS – Community collaborative rain, hail & snow network (qui) che copre il territorio di Usa e Canada (figure 5 e 6). In tal caso i dati vengono messi in comune in tempo quasi reale grazie ad internet.

Figura 5 – La rete CoCoRaHS – riassunto delle misure del 15 giugno 2017 (dati presenti sul sito il 16 giugno mattina).



Figura 6 – il pluviometro standard della rete CoCoRaHS



Un ulteriore esempio ci viene da Java ed è stato riportato da Kees Stigter et al. (2014) che in un articolo apparso sulla rivista di italiana di agrometeorologia trattano fra l’altro di risicoltori che effettuano misure sul tipo di quella riportata nella figura 7. 


Figura 7 Con un apposito misurino si esegue la misura giornaliera della pioggia raccolta dal pluviometro totalizzatore cilindrico che per tale scopo è temporaneamente rimosso dal suo supporto. Località: villaggio Amis, Indramayu, zona costiera della provincia di West Java. Lo strumento appartiene al signor Karwita, ripreso nella foto (da Winarto et al., 2013, riportato in Stigter et al., 2014).


Infine ricordo che fra gli anni ’50 e ’60 del XX secolo il grande meteorologo della scuola di Bergen Tor Bergeron (1891-1977) (figura 8) effettuò una campagna di misure a microscala del campo delle precipitazioni per mezzo di una rete composta di 250-390 pluviometri totalizzatori collocati nella zona di Uppsala (Svezia). La descrizione di tale storico progetto, che mise in evidenza l’estrema variabilità a microscala del campo delle piogge, si trova in Weickmann (1979, da pagina 412 in avanti) ove vengono presentate anche alcune delle molte carte pluviometriche prodotte e in Andersson (1981).


Figura 8 – Tor Bergeron (1891-1977), meteorologo della scuola di Bergen e promotore di misure del campo pluviometrico in Svezia svolte con centinaia di pluviometri totalizzatori (Weickmann, 1979).


Bibliografia
Andersson T., 1981. Bergeron and the oreigenic maxima of precipitation, in Weather and weather maps, edited by G.H. Liljequist, Birkhauser, 559-576.
Stigter K. Et al., 2013. Meeting farmers’ needs for agrometeorological services: A review with case studies part II: Context 1, the existing situation, Italian Journal of Agrometeorology, Italian Journal of Agrometeorology 19(2):51-60 · August 2014.
Weickmann H.K., 1979. Tor Harold Percival Bergeron, Bulletin of the American Meteorological Society, vol. 60, n. 5, may 1979 (qui).

Luigi Mariani 
Docente di Storia dell' Agricoltura Università degli Studi di Milano-Disaa, condirettore del Museo Lombardo di Storia dell'Agricoltura di Sant'Angelo Lodigiano. E' stato anche Docente di Agrometeorologia e Agronomia nello stesso Ateneo e Presidente dell’Associazione Italiana di Agrometeorologia.

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